什么叫plc-什么是軟plc-.docx

1、什么叫plc?什么是軟plc?什么叫plc?這個(gè)問(wèn)題，相信我答復(fù)的還不如在座的各 位專(zhuān)業(yè)，因?yàn)槲抑安恢繮LC,只是我從IT行業(yè)來(lái)到工控 行業(yè)，才知道原來(lái)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域還有一個(gè)PLCo那么，PLC 簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，叫做可編程控制器。大家公認(rèn)的是1969年DEC 公司創(chuàng)造了 PLC,大家知道PLC單任務(wù)循環(huán)，梯形圖或者其 它幾種語(yǔ)言的一個(gè)編程環(huán)境，PLC在全球應(yīng)用非常廣泛。為 什么PLC能風(fēng)行工業(yè)界，這個(gè)問(wèn)題也困擾了我好久，我是做 計(jì)算機(jī)出身的，工業(yè)界拿個(gè)計(jì)算機(jī)就能做控制，為什么一定 是要PLC?事實(shí)上是PLC之父，Dick Morley先生說(shuō)過(guò)一句 很經(jīng)典的話(huà)：PLC實(shí)際上是一個(gè)概念。因?yàn)镻LC是

2、給工人現(xiàn) 場(chǎng)編程用的，沒(méi)學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的也可以用來(lái)編程，這個(gè)我認(rèn)為 是PLC非常成功的一點(diǎn)，第二，像梯形圖大家應(yīng)該用的很多， 接近電氣圖，學(xué)習(xí)也比擬容易，而且與底層硬件基本無(wú)關(guān)。 所以有人統(tǒng)計(jì)過(guò)，在歐洲70%-80%的控制器都是用PLC的模 式，所以，為什么PLC能風(fēng)行工業(yè)界？就是剛剛唐總說(shuō)的, 用戶(hù)的體驗(yàn)很重要，PLC就是把計(jì)算機(jī)變成一個(gè)能讓用戶(hù)很 好體驗(yàn)的一個(gè)產(chǎn)品。去年7月H日，我們中科院計(jì)算所在*開(kāi)了一次院士 大會(huì)，就是計(jì)算機(jī)把各個(gè)行業(yè)計(jì)算機(jī)化。其中讓我來(lái)講PLC, 當(dāng)時(shí)*,聯(lián)想，*的人都在場(chǎng)，大家一起來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。 后來(lái)得到的結(jié)論，1969年創(chuàng)造的PLC在思想和形態(tài)上，領(lǐng)先 了我們IT界

3、整整40年，因?yàn)楣I(yè)界的人，絕大多數(shù)沒(méi)有學(xué) 過(guò)計(jì)算機(jī)，所以當(dāng)年做PLC的這些專(zhuān)家，就是讓這些沒(méi)學(xué)過(guò) 計(jì)算機(jī)的人也能編程，這就是PLC的成功之處。今天來(lái)看PLC 的成功，反而照應(yīng)了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的概念，要讓一件事成功， 就得讓用戶(hù)體驗(yàn)做到極佳?，F(xiàn)在看來(lái)，我們的機(jī)械裝備不僅僅是邏輯控制，包括機(jī) 器人，數(shù)控加工，紡織機(jī)械，造紙機(jī)械，還有非常復(fù)雜的運(yùn) 動(dòng)伺服，邏輯控制簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)是做不到的。所以，當(dāng)代PLC 發(fā)生了一個(gè)華麗的轉(zhuǎn)身，為什么是華麗轉(zhuǎn)身呢？因?yàn)楫?dāng)代的 機(jī)械裝備對(duì)控制系統(tǒng)的需求已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)的變化，第一要 求硬件平臺(tái)的高度通用化，第二是可靠性，第三是標(biāo)準(zhǔn)化， 第四是軟件模塊化，第五平臺(tái)具有一定的開(kāi)放

4、性，第六是要 融合多種功能：PLC的功能，運(yùn)動(dòng)控制的功能，數(shù)據(jù)通信的 功能，都要能融合。PLC是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的產(chǎn)品，PLC當(dāng)年 有先進(jìn)的思想和理念，而且它的工作模式也決定了它的可靠 性比一般的計(jì)算機(jī)要可靠，所以當(dāng)代的軟PLC是融合了當(dāng)代 的計(jì)算機(jī)軟件和信息技術(shù)開(kāi)展的最新成果，這是時(shí)代的產(chǎn)物, 就是把PLC的優(yōu)勢(shì)和計(jì)算機(jī)的最新成果做了一個(gè)真正的整合, 這就是軟PLC。當(dāng)今的軟PLC的處理器平臺(tái)，可以是手機(jī)的處理器，也 可以電腦處理器，甚至可以是中科院的龍芯。第二，當(dāng)代新 型的PLC的I/O基本上都是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。第三，是集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)，集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)遵循國(guó)際上IEC 61131

5、-3的標(biāo)準(zhǔn)，而且必須用C或C+或高級(jí)語(yǔ)言來(lái)編程。 另外，還有一些根底的工業(yè)庫(kù)，就是說(shuō)，如果底下的這層是 工業(yè)計(jì)算機(jī)層的話(huà)，那么這個(gè)工業(yè)庫(kù)的話(huà)就是面向行業(yè)的應(yīng) 用，比方說(shuō)，PLCOPEN組織，它們發(fā)布了很多關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制 和PLC的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)根底之上，用戶(hù)拿到這個(gè)軟PLC平臺(tái)之后，會(huì)在上面開(kāi)發(fā)自己的行業(yè)庫(kù)，以行業(yè)庫(kù)和這 些根底做支撐的話(huà)，實(shí)際上最后才是面向自己產(chǎn)品的應(yīng)用。 其實(shí)在PLC平臺(tái)里，有一局部在當(dāng)代已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。在 用戶(hù)的行業(yè)庫(kù)里，有的是客戶(hù)自己開(kāi)發(fā)的，有的是第三方的, 所以實(shí)際上當(dāng)今的軟PLC平臺(tái)，第一把機(jī)械裝備軟件化，第 二，對(duì)于用戶(hù)來(lái)講，應(yīng)用軟PLC做它的機(jī)械裝備，只需

6、關(guān)心 它的應(yīng)用局部，底層的都已完全實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。根底軟硬件平臺(tái)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、包括開(kāi)發(fā)環(huán)境、根底 軟件庫(kù)、I/O通道，這些形成了軟PLC的構(gòu)造。大家有時(shí)機(jī) 去看一下德國(guó)倍福、庫(kù)卡等等的控制器，完全是按照這樣的 一個(gè)體系和架構(gòu)來(lái)做的，只是不同廠(chǎng)家選擇的操作系統(tǒng)、處 理器有差異，但是整個(gè)體系是一致的。當(dāng)然在軟PLC里，還 是英特爾的處理器優(yōu)勢(shì)更加明顯，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在做的好多機(jī) 械裝備都是高端裝備，客戶(hù)的需求是能否提供一個(gè)的整線(xiàn)的 解決方案，所以在這種情況下，對(duì)計(jì)算能力的要求非常高, 而且在很多設(shè)備里，有數(shù)控、有視覺(jué)，一般的處理器做不到 這么強(qiáng)的性能。X86的處理器做軟PLC,現(xiàn)在在國(guó)際是這樣 做的了，

7、為什么呢？因?yàn)橛布脚_(tái)是可以多樣化選擇的，如 西門(mén)子，研華等買(mǎi)一個(gè)工控機(jī)，裝個(gè)軟件就可以。第三是操作系統(tǒng)，真正用在軟PLC里的實(shí)時(shí)系統(tǒng)是比擬 多的，包括實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng),windows+實(shí)時(shí)補(bǔ)丁。實(shí)時(shí)操作 系統(tǒng)是軟PLC的一個(gè)根底，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的選擇，考慮更多 的是實(shí)時(shí)性、開(kāi)發(fā)的開(kāi)放程度、費(fèi)用問(wèn)題。目前來(lái)講，在國(guó) 際上比擬多的三個(gè)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)Linux、windows、Vxworks, 像史陶比爾公司機(jī)器人用的是Windows,實(shí)際上在Linux、 windows的平臺(tái)上，從理論上來(lái)講，這兩個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)際上 不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，但是，它們兩個(gè)操作系統(tǒng)打完補(bǔ)丁以后, 可以滿(mǎn)足絕大多數(shù)的應(yīng)用需求

8、，包括數(shù)控機(jī)床的需求都可以 滿(mǎn)足的，只要精度要求不是特別的極端，都是可以做到的。 實(shí)時(shí)Linux,對(duì)于很多做裝備的來(lái)說(shuō)，有優(yōu)越性，不要錢(qián)， 第二，Linux有個(gè)好處就是病毒少，有的客戶(hù)抱怨，因?yàn)闄C(jī) 床是由windows系統(tǒng)插著運(yùn)動(dòng)控制卡，開(kāi)機(jī)床的工人，用數(shù) 控界面來(lái)看電影，客戶(hù)要求說(shuō)陳博士，能不能換掉這個(gè) windows系統(tǒng)？選擇Linux軟PLC,就解決了。第四，是工業(yè)以太網(wǎng)，對(duì)于現(xiàn)代的軟PLC來(lái)講，已經(jīng)不 是插運(yùn)動(dòng)控制卡的年代了，所有的模塊都是軟件化，不需要 卡制式的了。全球各種工業(yè)以太網(wǎng)很多，如Prof inet EtherCAT等。實(shí)際上這兩年EtherCAT開(kāi)展的非?？欤皇?說(shuō)Et

9、herCAT的技術(shù)一定是最牛的，但是有一點(diǎn)，全球支持 它的用戶(hù)數(shù)量是最多的，現(xiàn)在有2700個(gè)會(huì)員，I/O、伺服、 驅(qū)動(dòng)、變頻，你可以在全球選，當(dāng)你用EtherCAT這個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 的時(shí)候，你可以把全球的工控配件集成在一起，做成合適你 用的工控系統(tǒng)解決方案。實(shí)際上軟PLC的體系架構(gòu)，一個(gè)最基本的出發(fā)點(diǎn)，就是 機(jī)械架構(gòu)軟件化。為什么機(jī)械可以軟件化，就是因?yàn)榻裉煳?們的計(jì)算機(jī)計(jì)算性能已經(jīng)很高了。軟PLC軟件開(kāi)發(fā)高度標(biāo)準(zhǔn) 化，軟件高度的模塊化，模塊可重用，配合廣泛的工業(yè)實(shí)時(shí) 以太網(wǎng)的支持。對(duì)于軟PLC來(lái)講，到底給我們客戶(hù)能帶來(lái)什么？機(jī)械裝備的客戶(hù)面臨的很多挑戰(zhàn)，軟PLC帶來(lái)的第一大 優(yōu)勢(shì)就是，加快產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)

10、度，因?yàn)槠脚_(tái)是標(biāo)準(zhǔn)化的，模塊 是可重用的，也就是說(shuō)之前寫(xiě)的軟件，可以用在別的工程上。 客戶(hù)說(shuō)，做機(jī)械裝備，他們的產(chǎn)品有100多種型號(hào)，產(chǎn)品長(zhǎng) 的模樣都差不多，但是，公司為每種型號(hào)都寫(xiě)了一次軟件, 如果用軟PLC的平臺(tái)，幫客戶(hù)把軟件做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊, 變成一個(gè)模塊參數(shù)可配置的模塊。你面對(duì)不同的客戶(hù)，不同 的需求，只要給模塊改幾個(gè)參數(shù)就可以了。以前開(kāi)發(fā)一個(gè)軟 件要3個(gè)月，現(xiàn)在3分鐘就搞定，這就是當(dāng)今的軟PLC平臺(tái) 高度的標(biāo)準(zhǔn)化以后，它給客戶(hù)帶來(lái)的就是加快研發(fā)的進(jìn)度。 大家請(qǐng)看數(shù)控車(chē)床的數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)你要給客戶(hù)提供數(shù)控系統(tǒng) 的時(shí)候，把模塊集合，這幾個(gè)參數(shù)雙擊配置并連線(xiàn)，這個(gè)數(shù) 控系統(tǒng)就成了。系統(tǒng)集成

11、商研發(fā)了一條生產(chǎn)線(xiàn)，里面既有機(jī)器人，也有 自身研發(fā)的一些設(shè)備，事實(shí)上在軟PLC里面，就是一個(gè)控制 器，就可以把所有的軟件裝在一個(gè)控制器里，所有的設(shè)備都 可以映射成PLC里的一個(gè)軟件模塊。那么，當(dāng)你做一個(gè)生產(chǎn) 線(xiàn)只需要一個(gè)控制器的時(shí)候，比你有十個(gè)PLC的時(shí)候的可靠 性要高很多。很多客戶(hù)也關(guān)心，我可不可以利用這個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)它的 差異化，因?yàn)樽鰴C(jī)械裝備行業(yè)互相抄的年代已經(jīng)過(guò)去了，互 相抄只能是互相壓價(jià)，互相壓價(jià)的結(jié)果，只能導(dǎo)致大家都不 掙錢(qián)。其實(shí)很簡(jiǎn)單，當(dāng)你使用軟PLC作為控制平臺(tái)的時(shí)候, 可以把訣竅寫(xiě)成軟件打包在模塊里，這樣的話(huà)，你做出來(lái)的 軟件是別人沒(méi)有的，別人可以抄你的機(jī)械構(gòu)造，但是抄不走 你

12、的軟件。另外，軟PLC可以實(shí)現(xiàn)很多智慧工廠(chǎng)的信息系統(tǒng)集成,PLCopen組織和opc組織現(xiàn)在已經(jīng)形成一個(gè)嚴(yán)密的合作， PLCopen里通信技術(shù)組織是采用了 OPC UA的架構(gòu)，OPC UA 是一個(gè)跨操作系統(tǒng)的一個(gè)通信協(xié)議，主要是面向智慧工廠(chǎng)的 信息化的集成形成的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，軟PLC的計(jì)算能力很強(qiáng)，具有很豐富的網(wǎng)絡(luò)化接 口。如果產(chǎn)品賣(mài)到全國(guó)各地可以通過(guò)遠(yuǎn)程的售后服務(wù)來(lái)解決。整個(gè)軟PLC的技術(shù)體系包括了編程語(yǔ)言、運(yùn)動(dòng)控制，XML 數(shù)據(jù)交換、0PCUA通訊標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于很多企業(yè)來(lái)講，智慧工廠(chǎng) 的根底信息平臺(tái)架構(gòu)，包括PLC平臺(tái)，包括了信息化的平臺(tái)， 包括了設(shè)備之間數(shù)據(jù)接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)你在做機(jī)械裝備

13、的 時(shí)候，你可以參照這個(gè)架構(gòu)來(lái)對(duì)我們的供給商提出要求。未來(lái)的制造業(yè)要的不是一臺(tái)單機(jī)，要的是整體解決方案, 你的機(jī)械裝備如果不具備信息化的接口或不具備信息化的 能力，那么在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中是要被淘汰的，所以軟PLC就是 為高端機(jī)械制造商定制的軟件平臺(tái)，充分滿(mǎn)足了裝備制造商 的四大需求，第一是可靠性，第二，快速響應(yīng)市場(chǎng)，第三有 效的控制研發(fā)本錢(qián)，第四，實(shí)現(xiàn)裝備的差異化。不要把PLC 當(dāng)作一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的零配件來(lái)看，其實(shí)是一個(gè)公司的戰(zhàn)略平 臺(tái)，當(dāng)你選擇了一個(gè)戰(zhàn)略平臺(tái)的時(shí)候，你的機(jī)械裝備未來(lái)發(fā) 展是可持續(xù)的，如果僅僅是當(dāng)作一個(gè)零配件來(lái)看的話(huà)，實(shí)際 上最后害的是自己。例如，客戶(hù)的智能涂裝生產(chǎn)線(xiàn)的解決方 案，把

14、待加工的零部件隨意的放到傳輸帶上，希望有一個(gè)掃 描相機(jī)把零件的周邊輪廓掃描出來(lái)，生成一個(gè)精到的軌跡， 對(duì)它的靜外表開(kāi)展噴涂，因?yàn)樯a(chǎn)線(xiàn)沒(méi)有工裝，沒(méi)有夾具， 所以這個(gè)必須通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)完成。最早用的控制系統(tǒng)采用 的方案，它的生產(chǎn)線(xiàn)與邏輯開(kāi)關(guān)量有關(guān)的控制是用PLC做的, 噴涂的環(huán)節(jié)是買(mǎi)了一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)來(lái)完成的，視覺(jué)局部是買(mǎi)了 個(gè)工控機(jī)插了個(gè)運(yùn)動(dòng)控制卡，這個(gè)工程做了 7年，到現(xiàn)在為 止，還沒(méi)有真正完全弄好，像這種大型生產(chǎn)線(xiàn)要跳出傳統(tǒng)思 維,考慮軟PLC的方案，后來(lái)給對(duì)方提供了 一個(gè)軟PLC方案， 就是用一個(gè)控制器用EtherCAT把伺服軸、變頻器、I/O連接， 然后，所有的機(jī)臺(tái)都是用軟件模塊的方式，那

15、么，這樣控制 器的數(shù)量大大的減少，然后，軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)， 最后將機(jī)械裝備變成軟件模塊組裝起來(lái)。同時(shí)，利用軟PLC 的信息化能力，還開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，也稱(chēng)為 MESO那么所以這個(gè)方案就是把所有的控制器變成軟件裝在 一個(gè)控制器里，全都變成軟件模塊，叫做AH-IN-ONE。而現(xiàn) 在它也就是整個(gè)體系，變成這個(gè)樣子，非常簡(jiǎn)單。而且開(kāi)發(fā) 起來(lái)也非常的方便，還有一個(gè)案例，這是我們一個(gè)客戶(hù)的案 例，就是集成生產(chǎn)線(xiàn)的案例，它原來(lái)就是每臺(tái)機(jī)器配了一組 PLC,有好多PLC組成的，那么它組成的電纜連接非常復(fù)雜， 每個(gè)PLC要單獨(dú)編程。這個(gè)工程，客戶(hù)做了以后，這個(gè)軟件 上始終存在BUG,為什么呢

16、？因?yàn)樗o多個(gè)plc編程的時(shí)候， PLC之間的協(xié)同是件很麻煩的事，所以后來(lái)我們給他改良了 一個(gè)方案，就是用這個(gè)軟PLC這個(gè)方案把三個(gè)機(jī)臺(tái)最后映射 成三個(gè)軟件功能塊，然后就很簡(jiǎn)單，用模塊化的方法就實(shí)現(xiàn) To最后整個(gè)電纜的連接數(shù)量少了 70%o所以最后它這臺(tái)設(shè) 備還出口了幾個(gè)國(guó)家，國(guó)外的這些客戶(hù)就看了這個(gè)方案以后 就決定用這個(gè)EtherCAT、軟PLC方案來(lái)做。最后，它就采用 現(xiàn)在我們提供的這個(gè)。所以，大家記住現(xiàn)在是個(gè)信息化的年 代。所以剛剛唐總說(shuō)的信息化的年代，我們要有信息化的思 維，或是互聯(lián)網(wǎng)的思維，其實(shí)軟PLC也是這個(gè)時(shí)代，就是軟 件和這個(gè)工控真正結(jié)合的一個(gè)產(chǎn)物，而且在這將來(lái)還能玩很 多的商業(yè)模式，所以我們唐總要幫我們把這個(gè)做出來(lái)，是不 是咱們可以分成，最后，我把PLC介紹完了。“我想說(shuō)幾句話(huà)。軟PLC這個(gè)詞出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代 在美國(guó)興起了 一股用PC機(jī)取代PLC的風(fēng)浪。核心就是在PC 中運(yùn)行PLC功能的軟件，也就是軟PLC的由來(lái)。當(dāng)時(shí)提倡這 一技術(shù)方向的公司公開(kāi)打出PLC死了的口號(hào)。如今過(guò)去了十 幾二十年，PLC活得好好的，還有滋有味，而以PC為根底的 控制，在美國(guó)已找不到有代表性的企業(yè)。反而在歐